93、工业4.0中物联网的应用与安全协议解析

工业4.0中物联网的应用与安全协议解析

1. 物联网基础概述

物联网（IoT）是现代技术的核心，它借助互联网通信，在硬件设备和软件组件之间架起了桥梁。机器主要分为传统机器和数字机器两类。传统机器包含模拟输入，以机械方式运行，如电机和汽车；数字机器则完全依赖直流电，其活动以计算为主，例如计算机。基于物联网的数字机器可实现远程控制和监控，是机械、电气和计算机机器的融合应用。

现代工业革命着重于自动化，旨在借助机器减少人力。在机械行业，约70%的工作已实现自动化，主要原因一是降低制造成本和人力，二是提升产品质量。工业4.0主要聚焦于计算和互联网技术，涵盖云计算、分布式计算和雾计算等多个领域，其目标是将现代技术应用于工业，提高服务质量。

物联网已在工业物联网（IIoT）中得到现代化应用。近期调查显示，超45%的行业已采用物联网技术，未来几年这一比例预计将达70%，到2021年，工业物联网的财务增长有望接近1230亿美元。运输和物流企业也倾向于采用工业物联网技术以提供更好的服务。然而，物联网安全是现代工业的新兴议题，由于大量工业机器与物联网设备互联，物联网安全协议面临跨层连接建立和设备数据安全等问题。为解决这些问题，本文提出使用轻量级协议与概率（LPP）算法来增强物联网安全系统。

2. 智能物联网的应用

物联网类似于操作系统，其基本工作原理是在机器组件和人类之间建立连接，能在物理设备之间或物理设备与云服务器之间建立网络连接并传输机器数据。机器对机器（M2M）通信是工业中的先进通信协议系统，借助互联网通信实现设备间的连接。

物联网在多个领域广泛应用，政府也将其用于治理项目，如智慧城市。智慧城市概念于2004年提出，利用传感器、生